package com.sjf.day02.Stack;

import java.util.*;

/**
 * 逆波兰计算器 -- 后序表达式计算
 *
 * @author <huangtang>
 * @since 2021/12/23 10:48
 **/
public class PolandNotation {

    public static void main(String[] args) {

        String expression = "1+((2+3)*4)-5";
        List<String> suffix = toMiddleExpressionList(expression);
        System.out.printf("中缀表达式 %s 对应的字符串为 %s \n",expression,suffix);
        //将中缀表达式对应的字符串转为后缀表达式

        List<String> suffixExpression = parseSuffixExpressionList(suffix);
        System.out.printf("中缀表达式 %s 对应的后缀表达式为 %s \n",expression,suffixExpression);

        //先定义一个逆波兰表达式
        //String suffixExpression = "30 4 + 5 x 6 -";
        /*
            1.先将表达式放入一个集合中
            2.将集合传给一个方法进行计算
         */
        //List<String> listString = getListString(suffixExpression);
        System.out.printf("后缀表达式 %s = %d",suffixExpression,calculate(suffixExpression));
    }

    /**
     * 将中缀表达式的List转换成后缀表达式的List
     * @param ls
     * @return
     */
    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls){
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack(); //符号栈
        List<String> s2 = new ArrayList(); //存储中间结果的栈
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            if(item.matches("^\\d+$")){ //如果是一个数就入s2
                s2.add(item);
            }else if(item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if(item.equals(")")){
                //如果是右括号
                while(!s1.peek().equals("(")){
                    //将s1中的弹出加入到s2中，直到遇到(
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//弹出(,消除一个括号
            }else{
                //当运算符的优先级小于等于s1栈顶的优先级
                //将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中，再次让item与s1中新的栈顶元素比较优先级
                while(s1.size()!= 0 &&
                        Operation.getValue(s1.peek())>= Operation.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要item压入栈中
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while(s1.size()!=0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2; //按照list的格式顺序输出，即逆波兰表达式
    }

    /**
     * 将中缀表达式转成对应得List
     * @param s 中缀表达式
     * @return List
     */
    public static List<String> toMiddleExpressionList(String s){
        List<String> list = new ArrayList<>();
        String str;//多位数拼接
        char c;//每遍历到一个字符，放入c
        for (int i = 0; i < s.length(); ) {

            if ((c=s.charAt(i)) < 48 ||(c=s.charAt(i)) > 57){
                //如果是非数字，则直接加入到list中
                list.add(String.valueOf(c));
                i++;
            }else{
                //如果是数，需要考虑多位数
                str="";//清空str
                while(i<s.length() && (c=s.charAt(i))>=48 && (c=s.charAt(i))<=57){
                    str += c;
                    i++;
                }
                list.add(str);
            }

        }
        return list;
    }

    public static List<String> getListString(String suffixExpression){
        String[] s = suffixExpression.split(" ");
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (String s1 : s) {
            list.add(s1);
        }
        return list;
    }

    /**
     * 计算表达式
     * @param list
     * @return
     */
    public static int calculate(List<String> list){
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历list，放入栈中
        for (String item : list) {
            //使用正则取数
            if(item.matches("^\\d+$")){
                stack.push(item); //数 直接 入栈
            }else{
                //如果是运算符从栈中pop出两个数进行运算
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if(item.equals("+")){
                    res = num1+num2;
                }else if(item.equals("-")){
                    res = num2 - num1;
                }else if(item.equals("*")){
                    res = num1 * num2;
                }else if(item.equals("/")){
                    res = num2 / num1;
                }else{
                    throw new RuntimeException("运算符"+item+"有误");
                }
                //把res入栈
                stack.push(String.valueOf(res));
            }
        }
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

//编写一个类，返回一个运算符对应的优先级
class Operation{
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    public static int getValue(String operation){
        int result = 0;
        switch (operation){
            case "+":
                result =  ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                result = 0;
                break;
        }
        return result;
    }
}
